CN113846037A - 多类型有机湿垃圾微生物原位水化菌剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了多类型有机湿垃圾微生物原位水化菌剂及其制备方法与应用。所述多类型有机湿垃圾包括：果蔬批发的尾菜和腐烂水果微生物原位水化菌剂；城市居民生活厨余垃圾微生物原位水化菌剂；企事业单位食堂厨余垃圾微生物原位水化菌剂；各种餐馆和酒店等餐厨垃圾微生物原位水化菌剂。所述微生物原位水化菌剂的微生物组成包括：枯草芽孢杆菌BI1、解淀粉芽孢杆菌BI2、酿酒酵母F15‑1‑5。该有机湿垃圾原位水化菌剂为固体粉剂保存期达两年，每克菌剂活菌数达1010 cfu/ml，24小时使各类型垃圾95%固形物转变为水和CO2，排放污水BOD、COD达到生活污水排放指标。从而可原地处理各类有机湿垃圾，减少垃圾运输成本和环境风险，且处理工艺简单运行成本低。
Description
技术领域
本发明属于环保生物技术领域，涉及对多类有机湿垃圾原位降解水化微生物菌剂及其制备方法与应用。
背景技术
近年来，我国经济迅猛发展，城镇化进程加速，但随之而来的，是愈加严重的环境负担。尤其随着城市人口的增加，城市生活垃圾也以惊人的速度迅速扩张，垃圾总量不断增加。2018 年我国生活垃圾年产量为 2.3×108t，其中餐厨垃圾年产生量为 6×107~9.24×107t，占总生活垃圾数量的 30%~50%。而且随着人们生活水平的不断提高，饮食结构的变化，生活垃圾成份也有很大变化，果皮、 过期水果、剩菜剩饭等厨余垃圾的产量越来越多，再加上餐厨等可降解的有机湿垃圾 占生活垃圾比例达到75%至80%，这类垃圾主要包括蛋白质、淀粉、脂肪和纤维素等成分。
目前填埋是我国现阶段的主要方式。我国城市对收集后堆积的垃圾90%都采用立即填埋的处理方式，而其中大多数垃圾都是采取简易填埋处理。这种处理方式基于最低化垃圾处理成本的考量，但却忽视了过程中对环境的管理。填埋的垃圾没有经过无害化处理会有大量的细菌、病毒残留，甚至潜伏着沼气、重金属污染等安全隐患，同时垃圾渗漏液还会渗入地下水系统，产生不可逆性的污染。另外，湿垃圾含水率高（90%）、焚烧热值低（2100～ 3100kJ/kg），与其他城市垃圾组分混合后，采用填埋处置不仅占用宝贵的土地资源而且会产生大量渗滤液而污染地下水系；采用焚烧发电处置，因不能满足垃圾的发热量要求（即5000kJ/kg 以上）会致使焚烧炉燃烧不充分而产生二恶英，严重危害周边居民身体健康。
我国特有的饮食文化使餐厨垃圾具有三高：有机物含量高、营养物质含量高及含水率高等特性。理论上适用于好氧堆肥和厌氧消化处理，一方面可以使餐厨垃圾减量化；另一方面还可以生成肥料，沼气等能源进行二次利用。但是有研究发现餐厨垃圾中油脂形成保护膜使底物形成厌氧区域最终系统由于酸化导致堆肥失败；钠离子会破坏功能微生物的细胞内外渗透压从而使其新陈代谢受到抑制最终对处理效果产生抑制作用，特别是厌氧消化过程中甲烷菌对钠离子的适应能力十分弱。因此我国餐厨垃圾的简单厌氧消化处理难以实现。
有机湿垃圾微生物降解法的原理：微生物通过分泌胞外酶将有机垃圾中的大分子有机物分解成小分子有机物，从而利用可吸收的小分子有机物促进自身的生长和繁殖。例如餐厨垃圾中的淀粉、纤维素、蛋白质、油脂等大分子物质经胞外酶如淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶等降解为糖、氨基酸等小分子物质之后被微生物吸收利用，通过添加微生物菌剂会提高有机物质分解速率，使物质存在的形式发生变化，进而达到餐厨垃圾减量化和资源化的目的。
由于有机湿垃圾复杂的物质构成，其无害化、减量化和资源化是一个全球性的难题。目前已有各种有机湿垃圾降解菌剂的报道。而复合菌剂因为包括了可降解餐厨垃圾的细菌、真菌及放线菌等不同类群的微生物，这些微生物之间具有良好的协同作用，实现对餐厨垃圾中蛋白质、淀粉、脂肪等成分的高效降解。专利号200810223029.0公开了一种包含嗜热脂肪芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、发酵单胞菌、土壤杆菌、酿酒酵母、假丝酵母的餐厨垃圾降解复合微生物菌剂；该菌剂不仅具有较强的脂肪、蛋白、碳水化合物等分解能力，而且其中的酵母菌可降低餐厨垃圾的异味。申请号201910548200.3提供的复合菌剂包括白耙齿菌、瘤胃微生物、枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、产酸克雷伯菌、地衣芽孢杆菌以及黑曲霉；申请号201910434252.8提供了一种由克鲁维毕赤酵母和林生地霉组成的无臭型微生物菌剂。但是针对各类型有机湿垃圾复合微生物降解菌剂的研究，目前尚未见到，而且减量不明显，同时存在使用微生物菌株多且不是环境安全菌等一些缺陷，同时现有复合微生物菌剂处理效率低，且处理过程中产生较大异味，导致现场工作环境恶劣。因此，亟待开发处理效率高，且环保无害的复合微生物菌剂。
发明内容
为解决上述处理我国有机湿垃圾降解的技术问题，本发明的创新方法基于五点：1、通过加入仅由三种菌株构成的微生物菌剂，将有机湿垃圾中的固态有机物水解成液态，形成生活污水进入城市污水管网，且该菌剂中微生物菌株适应性强，同时可产生多种水解酶，适应于多种生长环境，生长速度快；2、所用三个菌株均为自行分离鉴定并进行保藏；3、该发明的微生物菌剂，于24小时内将有机湿垃圾固形物95%降解为水和二氧化碳，其它有机小分子物质进入城市污水处理系统，实现有机湿垃圾的快速、无运输和无污染的低成本处理，为城市有机湿垃圾处理提供高效可行的方法；4、该发明微生物菌剂，处理过程不产生异味；5、该发明的微生物菌剂，活菌数达到每克1010cfu/g，保存期达到两年。
为实现上述目的，本发明公开了如下的技术内容：
多类型有机湿垃圾微生物原位水化菌剂，其特征在于它是由枯草芽孢杆菌BI1（Bacillus subtilis BI1）CGMCC No.3412、 解淀粉芽孢杆菌BI2（Bacillus amyloliquefaciens BI2）CGMCC No.3413、酒酵母F15-1-5（Saccharomyces cerevisiae）CGMCC No. 4727组合而成；根据处理不同类型的有机湿垃圾，其所选用的芽孢菌与酵母菌的组成如下：
（1）果蔬垃圾菌剂配方：两种芽孢菌和一种酵母菌活菌数比为1:1；所述的两种芽孢菌指的是芽孢菌BI1和芽孢菌BI2，这两种芽孢菌活菌数比例为2:1，酵母菌指的是酿酒酵母F15-1-5；
（2）居民生活垃圾菌剂配方：两种芽孢菌和一种酵母菌活菌数比为2:1；所述的两种芽孢菌指的是芽孢菌BI1和芽孢菌BI2，这两种芽孢菌活菌数比例为1:1，酵母菌指的是酿酒酵母F15-1-5；
（3）食堂垃圾菌剂配方：两种芽孢菌和一种酵母菌活菌数比为2.5:1；所述的两种芽孢菌指的是芽孢菌BI1和芽孢菌BI2，这两种芽孢菌活菌数比例为1:2，酵母菌指的是酿酒酵母F15-1-5；
（4）餐厨垃圾菌剂配方：两种芽孢菌和一种酵母菌活菌数比为3:1；所述的两种芽孢菌指的是芽孢菌BI1和芽孢菌BI2，这两种芽孢菌活菌数比例为1:3，酵母菌指的是酿酒酵母F15-1-5。
所述的果蔬垃圾指的是：来自果蔬批发市场的尾菜和腐烂水果；所述的居民生活垃圾指的是：居民日常生活产生的果蔬垃圾和变质菜饭；所述的食堂垃圾指的是：企事业单位、机关、学校和医院食堂日常产生的尾菜垃圾和剩菜饭；所述的餐厨垃圾指的是：商业综合体各餐饮店、饭店、酒店产生的大量剩菜剩饭。
本发明所述的菌株芽孢菌株BI1和BI2，可耐受渗透压盐类达到10%NaCl，葡萄糖达到10% ，并产生抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的功能，可耐50℃高温，具有良好的抗逆性。同时可分泌多种水解酶：蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、脂肪酶。本发明所述菌株F15-1-5可产苯乙醇等芳香物质，具有pH2~9适应性，生长快速，可利用多种有机物包括：甘油、脂肪、蛋白质、果胶和葡萄糖、果糖、麦芽糖。
本发明进一步公开了多类型有机湿垃圾微生物原位水化菌剂的制备方法，其特征是包括以下步骤：
一、芽孢菌活菌干粉剂制备方法：
（1） 芽孢菌增殖培养及芽孢菌促进芽孢生成条件：
1）枯草芽孢杆菌BI1增殖培养基及其条件（W/W即kg/kg）：1%NaCl、0.5~1.5%酵母粉、1.5~3.5%胰蛋白胨、6~8%蔗糖、0.2~0.3%氯化铵、0.6~0.8%磷酸氢二钾；接种量为4%，初始pH值为8，培养温度为37℃，培养16~18h；罐压0.035Mpa, 搅拌速度95转/分钟，通气量0.08~0.1V/V即体积/体积，活菌数为1.5~3.0×1010cfu/ml；
枯草芽孢杆菌BI1促芽孢生成条件：增殖培养18h后升温至40℃继续培养20h~24h，芽孢产率达到92%；
2） 解淀粉芽孢杆菌BI2增殖培养基及其条件（W/W即kg/kg）：1%NaCl、0.5~1.5%酵母粉、1.5~2.5%胰蛋白胨、3~4%葡萄糖、0.2~0.3%磷酸氢二钾；接种量为4%，初始pH值为7.5，培养温度为38℃，培养14h~16h。罐压0.04Mpa, 搅拌速度100转/分钟，通气量0.08~0.1V/V；活菌数为2.5~4.0×1010cfu/ml；
解淀粉芽孢杆菌BI2促芽孢生成条件：增殖培养16h后，加入0.03%~0.05%硫酸锰，升温至42℃继续培养10h~14h，芽孢产率达到90%；
（2）芽孢吸附保护剂（W/V即g/ml）：
明胶1~2%，糊精0.5~1.5%，海藻酸钠3~5%，木纤维（粒径100μm）25~35%。温度为30℃， 搅拌吸附30~40分钟；
（3）干燥：干燥温度100℃，时间：10~15分钟；
（4）干粉活菌剂：含水量9%~10%，活菌数达到1×1010cfu/g~3.0×1010cfu/g 。
二、酿酒酵母F15-1-5活菌剂制备方法：
（1）酿酒酵母F15-1-5菌增殖培养基及其条件（W/W即kg/kg）：葡萄糖8%~10%, 麦根粉0.5~1.5%，胰蛋白胨1.5~2.5%，磷酸二氢钾0.1~0.3%，柠檬酸镁0.02%~0.04%，接种量为5%，初始pH值为5，培养温度为28℃，培养16h~24h，罐压0.05Mpa, 搅拌速度80转/分钟，通气量0.01~0.03V/V，活菌数为2.5~4.4×109cfu/ml；
（2）酿酒酵母F15-1-5保护剂（W/V即g/ml）：
山梨醇单硬脂酸酯1.5~2.2%，海藻糖5~8%，麦芽糊精 4~5%，pH 4。温度为32℃，搅拌均匀15~30分钟；
（3）酿酒酵母F15-1-5吸附：大孔苯乙烯树脂D401弱酸性阳离子孔径10微米，添加量50%~65%（W/V即g/ml），温度为32℃，搅拌吸附30~40分钟。干燥：干燥温度65℃，时间：20~25分钟。
（4）干粉活菌剂：含水量9%~10%，活菌数达到 1.5×109cfu/g~3.5×109cfu/g 。
本发明同时也公开了多类型有机湿垃圾微生物原位水化菌剂在用于各种类型有机湿垃圾微生物降解方面的应用，其中所述的有机湿垃圾微生物降解指的是：24小时垃圾转变为水和CO2，95%固形物被消。多类型有机湿垃圾微生物原位水化菌剂在用于各种类型有机湿垃圾微生物降解方面的应用，果蔬垃圾菌剂1.2公斤处理1000公斤尾菜和水果垃圾，居民生活有机垃圾菌剂1公斤处理1000公斤尾菜和厨余垃圾，食堂厨余垃圾菌剂1.2公斤处理1000公斤尾菜和厨余垃圾，餐饮业餐厨垃圾菌剂1.5公斤处理1000公斤餐厨垃圾。
本发明更加详细的描述如下：
一、微生物菌剂的配方
本发明提供的机湿垃圾原位降解的微生物菌剂由两种芽孢菌和一种酵母菌组合而成，根据处理不同类型的有机湿垃圾，其所选用的芽孢菌与酵母菌的组成比例不同，形成四种配方：
1、果蔬垃圾菌剂配方：（来自果蔬批发市场的尾菜和水果）：两种芽孢菌和一种酵母菌活菌数比为1:1；所述的两种芽孢菌指的是芽孢菌BI1和芽孢菌BI2，这两种芽孢菌活菌数比例为2:1，酵母菌指的是酿酒酵母F15-1-5。果蔬垃圾菌剂1.2公斤处理1000公斤尾菜和水果垃圾。
2、居民生活垃圾菌剂配方：（居民日常生活产生的果蔬垃圾和变质菜饭）：两种芽孢菌和一种酵母菌活菌数比为2:1；所述的两种芽孢菌指的是芽孢菌BI1和芽孢菌BI2，这两种芽孢菌活菌数比例为1:1，酵母菌指的是酿酒酵母F15-1-5。居民生活有机垃圾菌剂1公斤处理1000公斤尾菜和厨余垃圾。
3、食堂垃圾菌剂配方：（企事业单位、机关、学校和医院等食堂日常产生的果蔬垃圾和变质菜饭）：两种芽孢菌和一种酵母菌活菌数比为2.5:1；所述的两种芽孢菌指的是芽孢菌BI1和芽孢菌BI2，这两种芽孢菌活菌数比例为1:2，酵母菌指的是酿酒酵母F15-1-5。食堂厨余垃圾菌剂1.2公斤处理1000公斤尾菜和厨余垃圾。
4、餐厨垃圾菌剂配方：（商业综合体各餐饮店、饭店、酒店产生的大量剩菜剩饭）两种芽孢菌和一种酵母菌活菌数比为3:1；所述的两种芽孢菌指的是芽孢菌BI1和芽孢菌BI2，这两种芽孢菌活菌数比例为1:3，酵母菌指的是酿酒酵母F15-1-5。餐饮业餐厨垃圾菌剂1.5公斤处理1000公斤餐厨垃圾。
其中芽孢菌BI1指的是：枯草芽孢杆菌BI1（Bacillus subtilis BI1）CGMCCNo.3412保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期2009年11月6日。
其中芽孢菌BI2指的是：解淀粉芽孢杆菌BI2（Bacillus amyloliquefaciens BI2）CGMCC No.3413，保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期：2009年11月6日。
其中酿酒酵母F15-1-5指的是：酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae F15-1-5）CGMCC No.4727保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期：2011年4月1日，保藏号：CGMCC No.4727。
二、微生物菌株来源和特性
本发明所述菌株均为本发明筛选获得，并进行保藏。
1、本发明从实验室保存和城市果蔬垃圾、餐厨垃圾中共分离58株菌经过多轮筛选最终获得芽孢菌BI1和芽孢菌BI2，该两株菌生长快速，可利用多种有机物生长，耐受渗透压盐类达到10%NaCl，葡萄糖达到10% ，并产生抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的功能 。芽孢菌BI1和芽孢菌BI2所具有的特性，如表1；
表1、芽孢菌BI1和芽孢菌BI2特性
2、本发明从实验室保存和城市果蔬垃圾、餐厨垃圾中共分离29株酵母菌经过多轮筛选最终获得酿酒酵母F15-1-5，该株菌生长快速，可利用多种有机物生长，并产生香味物质苯乙醇，耐受渗透压盐类达到10%NaCl，葡萄糖达到15%。
表2、酿酒酵母F15-1-5特性
三、微生物菌剂的制备方法
1、芽孢菌活菌干粉剂制备工艺流程：
芽孢菌增殖培养→芽孢菌促进芽孢生成→芽孢吸附保护剂→干燥→活菌计数
（1）枯草芽孢杆菌BI1增殖培养基及其条件（W/W即kg/kg）：1%NaCl、0.5~1.5%酵母粉、1.5~3.5%胰蛋白胨、6~8%蔗糖、0.2~0.3%氯化铵、0.6~0.8%磷酸氢二钾；接种量为4%，初始pH值为8，培养温度为37℃，培养16~18h；罐压0.035Mpa, 搅拌速度95转/分钟，通气量0.08~0.1V/V即ml/ml，活菌数为1.5~3.0×1010cfu/ml；
枯草芽孢杆菌BI1促芽孢生成条件：增殖培养18h后升温至40℃继续培养20h~24h，芽孢产率达到92%；
（2） 解淀粉芽孢杆菌BI2增殖培养基及其条件（W/W即kg/kg）：1%NaCl、0.5~1.5%酵母粉、1.5~2.5%胰蛋白胨、3~4%葡萄糖、0.2~0.3%磷酸氢二钾；接种量为4%，初始pH值为7.5，培养温度为38℃，培养14h~16h。罐压0.04Mpa, 搅拌速度100转/分钟，通气量0.08~0.1ml/ml；活菌数为2.5~4.0×1010cfu/ml；
解淀粉芽孢杆菌BI2促芽孢生成条件：增殖培养16h后，加入0.03%~0.05%硫酸锰，升温至42℃继续培养10h~14h，芽孢产率达到90%；
（3）芽孢吸附保护剂（W/V即g/ml）：
明胶1~2%，糊精0.5~1.5%，海藻酸钠3~5%，木纤维（粒径100μm）25~35%。温度为30℃，搅拌吸附30~40分钟；
（4）干燥：干燥温度100℃，时间：10~15分钟；
（5）干粉活菌剂：含水量9%~10%，活菌数达到1×1010cfu/g~3.0×1010cfu/g 。
2、酿酒酵母F15-1-5活菌剂制备工艺流程：
酿酒酵母F15-1-5菌增殖培养→添加保护剂→酵母菌吸附→干燥→活菌计数
（1）酿酒酵母F15-1-5菌增殖培养基及其条件（W/W即kg/kg）：葡萄糖8%~10%, 麦根粉0.5~1.5%，胰蛋白胨1.5~2.5%，磷酸二氢钾0.1~0.3%，柠檬酸镁0.02%~0.04%，接种量为5%，初始pH值为5，培养温度为28℃，培养16h~24h，罐压0.05Mpa, 搅拌速度80转/分钟，通气量0.01~0.03V/V活菌数为2.5~4.4×109cfu/ml；
（2）酿酒酵母F15-1-5保护剂（W/V即g/ml）：
山梨醇单硬脂酸酯1.5~2.2%，海藻糖5~8%，麦芽糊精 4~5%，pH 4。温度为32℃，搅拌均匀15~30分钟；
（3）酿酒酵母F15-1-5吸附：大孔苯乙烯树脂D401弱酸性阳离子孔径10微米，添加量50%~65%（W/V即g/ml），温度为32℃ 搅拌吸附30~40分钟。干燥：干燥温度65℃，时间：20~25分钟。
（4）干粉活菌剂：含水量9%~10%，活菌数达到 1.5×109cfu/g~3.5×109cfu/g 。
3、不同类型有机湿垃圾水化降解干菌剂配置
1、果蔬垃圾菌剂配方（来自果蔬批发市场的尾菜和水果）：两种芽孢菌和一种酵母菌活菌数比为1:1；这两种芽孢菌活菌数比例为2:1。
2、居民生活垃圾菌剂配方（居民日常生活产生的果蔬垃圾和变质菜饭）：两种芽孢菌和一种酵母菌活菌数比为2:1；这两种芽孢菌活菌数比例为1:1。
3、食堂垃圾菌剂配方（企事业单位、机关、学校和医院等食堂日常产生的果蔬垃圾和变质菜饭）：两种芽孢菌和一种酵母菌活菌数比为2.5:1；这两种芽孢菌活菌数比例为1:2。
4、餐厨垃圾菌剂配方：（商业综合体各餐饮店、饭店、酒店产生的大量剩菜剩饭）两种芽孢菌和一种酵母菌活菌数比为3:1；这两种芽孢菌活菌数比例为1:3。
四、微生物菌剂降解垃圾效果
1、果蔬垃圾菌剂配方（来自果蔬批发市场的尾菜和水果）：两种芽孢菌和一种酵母菌活菌数比为1:1；所述的两种芽孢菌指的是芽孢菌BI1和芽孢菌BI2，这两种芽孢菌活菌数比例为2:1，酵母菌指的是酿酒酵母F15-1-5（见图1）。20小时84%固形物水化，24小时到达92-95%固形物水化。
2、居民生活垃圾菌剂配方（居民日常生活产生的果蔬垃圾和变质菜饭）：两种芽孢菌和一种酵母菌活菌数比为2:1；所述的两种芽孢菌指的是芽孢菌BI1和芽孢菌BI2，这两种芽孢菌活菌数比例为1:1，酵母菌指的是酿酒酵母F15-1-5（见图2）。20小时固形物降解率95%，无异味，对照组降解率53%有明显刺激性臭味.
3、食堂垃圾菌剂配方（企事业单位、机关、学校和医院等食堂日常产生的果蔬垃圾和变质菜饭）：两种芽孢菌和一种酵母菌活菌数比为2.5:1；所述的两种芽孢菌指的是芽孢菌BI1和芽孢菌BI2，这两种芽孢菌活菌数比例为1:2，酵母菌指的是酿酒酵母F15-1-5（见图3）。20小时80%固形物水化，24小时到达85-90%固形物水化。对照组有显著刺激性气味。
4、餐厨垃圾菌剂配方：（商业综合体各餐饮店、饭店、酒店产生的大量剩菜剩饭）两种芽孢菌和一种酵母菌活菌数比为3:1（见图4）。
本发明的创新方法基于五点：
1、通过外加入仅三种菌株构成的微生物菌剂，该菌剂中微生物菌株适应性强,同时可产生多种水解酶，适应于多种环境生长，生长速度快，将有机湿垃圾中的固态有机物水解成液态，形成生活污水进入城市污水管网。
2、所用三个菌株均为自行分离鉴定并进行保藏。
3、该发明的有机湿垃圾原位被微生物菌剂，于24小时内将有机湿垃圾固形物95%降解为水和二氧化碳，其它有机小分子物质进入城市污水处理系统，实现有机湿垃圾的快速、无运输和无污染的低成本处理，为城市有机湿垃圾处理提供高效可行的方法。
4、该发明的有机湿垃圾原位被微生物菌剂，处理过程不产生异味。
5、该发明的有机湿垃圾原位被微生物菌剂，活菌数达到每克1010cfu/g，保存期达到两年。
附图说明
图1为果蔬微生物菌剂配方，微生物菌剂处理果蔬垃圾的效果图；其中A-1, A-2为微生物菌剂处理20小时；B-1,B-2为微生物菌剂处理24小时，C为果蔬垃圾初始状态；
图2为居民生活垃圾微生物菌剂配方，处理生活厨余圾的效果图；其中A 对照组未加入微生物菌剂组 B 实验组微生物菌剂降解组；
图3为食堂垃圾微生物菌剂配方，处理果厨余和尾蔬垃圾的效果图；其中①24小时实验组微生物菌剂降解组；②20小时实验组微生物菌剂降解组；③20小时对照组未加入微生物菌剂组；
图4为餐厨垃圾微生物菌剂配方，处理餐厨垃圾的效果图；其中（a）餐厨垃圾原始状态（未处理组）；（b）20小时实验组微生物菌剂降解组；
图5为芽孢菌BI1，BI2产水解酶图片；其中：
（a）BI1菌株淀粉酶降解淀粉透明圈；
（b）BI1纤维素酶降解淀粉透明圈；
（c）BI2蛋白酶降解蛋白透明圈BI2
（d）BI2 脂肪酶降解脂肪透明圈；
（e）BI1抑制金黄色葡萄球菌。
具体实施方式
下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。本发明所用原料及试剂均有市售。
实施例1
多类型有机湿垃圾微生物原位水化菌剂，其特征在于它是由枯草芽孢杆菌BI1（Bacillus subtilis BI1）CGMCC No.3412、 解淀粉芽孢杆菌BI2（Bacillusamyloliquefaciens BI2）CGMCC No.3413、酒酵母F15-1-5（Saccharomyces cerevisiae）CGMCC No. 4727组合而成；根据处理不同类型的有机湿垃圾，其所选用的芽孢菌与酵母菌的组成如下：
1、果蔬垃圾菌剂配方（来自果蔬批发市场的尾菜和水果）：两种芽孢菌和一种酵母菌活菌数比为1:1；所述的两种芽孢菌指的是芽孢菌BI1和芽孢菌BI2，这两种芽孢菌活菌数比例为2:1，酵母菌指的是酿酒酵母F15-1-5。果蔬垃圾菌剂1.2公斤处理1000公斤尾菜和水果垃圾。
2、居民生活垃圾菌剂配方（居民日常生活产生的果蔬垃圾和变质菜饭）：两种芽孢菌和一种酵母菌活菌数比为2:1；所述的两种芽孢菌指的是芽孢菌BI1和芽孢菌BI2，这两种芽孢菌活菌数比例为1:1，酵母菌指的是酿酒酵母F15-1-5。居民生活有机垃圾菌剂1公斤处理1000公斤尾菜和厨余垃圾。
3、食堂垃圾菌剂配方：（企事业单位、机关、学校和医院等食堂日常产生的果蔬垃圾和变质菜饭）：两种芽孢菌和一种酵母菌活菌数比为2.5:1；所述的两种芽孢菌指的是芽孢菌BI1和芽孢菌BI2，这两种芽孢菌活菌数比例为1:2，酵母菌指的是酿酒酵母F15-1-5。食堂厨余垃圾菌剂1.2公斤处理1000公斤尾菜和厨余垃圾。
4、餐厨垃圾菌剂配方：（商业综合体各餐饮店、饭店、酒店产生的大量剩菜剩饭）两种芽孢菌和一种酵母菌活菌数比为3:1；所述的两种芽孢菌指的是芽孢菌BI1和芽孢菌BI2，这两种芽孢菌活菌数比例为1:3，酵母菌指的是酿酒酵母F15-1-5。餐饮业餐厨垃圾菌剂1.5公斤处理1000公斤餐厨垃圾。
二、微生物菌剂的制备方法
1、芽孢菌活菌干粉剂制备工艺流程：
芽孢菌增殖培养→芽孢菌促进芽孢生成→芽孢吸附保护剂→干燥→活菌计数
（1）枯草芽孢杆菌BI1增殖培养基及其条件（W/W即kg/kg）：1%NaCl、1%酵母粉、2.5%胰蛋白胨、7%蔗糖、0.25%氯化铵、0.7%磷酸氢二钾；接种量为4%，初始pH值为8，培养温度为37℃，培养17h；罐压0.035Mpa, 搅拌速度95转/分钟，通气量0.09V/V，活菌数为2.5×1010cfu/ml；
枯草芽孢杆菌BI1促芽孢生成条件：增殖培养18h后升温至40℃继续培养24h，芽孢产率达到92%；
（2） 解淀粉芽孢杆菌BI2增殖培养基及其条件（W/W即kg/kg）：1%NaCl、1.5%酵母粉、2%胰蛋白胨、3%葡萄糖、0.3%磷酸氢二钾；接种量为4%，初始pH值为7.5，培养温度为38℃，培养14h~16h。罐压0.04Mpa, 搅拌速度100转/分钟，通气量0.09V/V ml/ml；活菌数为3.5×1010cfu/ml；
解淀粉芽孢杆菌BI2促芽孢生成条件：增殖培养16h后，加入0.04%硫酸锰，升温至42℃继续培养14h，芽孢产率达到90%；
（3）芽孢吸附保护剂（W/V即g/ml）：
明胶2%，糊精1.5%，海藻酸钠3%，木纤维（粒径100μm）25~35%。温度为30℃，搅拌吸附30~40分钟；
（4）干燥：干燥温度100℃，时间：15分钟；
（5）干粉活菌剂：含水量10%，活菌数达到2.5×1010cfu/g。
2、酿酒酵母F15-1-5活菌剂制备工艺流程：
酿酒酵母F15-1-5菌增殖培养→添加保护剂→酵母菌吸附→干燥→活菌计数
（1）酿酒酵母F15-1-5菌增殖培养基及其条件（W/W即kg/kg）：葡萄糖9%，麦根粉0.75%，胰蛋白胨1.5%，磷酸二氢钾0.15%，柠檬酸镁0.03%，接种量为5%，初始pH值为5，培养温度为28℃，培养22h，罐压0.05Mpa, 搅拌速度80转/分钟，通气量0.015V/Vml/ml活菌数为3.4×109cfu/ml；
（2）酿酒酵母F15-1-5保护剂（W/V即g/ml）：
山梨醇单硬脂酸酯2.2%，海藻糖8%，麦芽糊精 4%，pH 4。温度为32℃，搅拌均匀20分钟；
（3）酿酒酵母F15-1-5吸附：大孔苯乙烯树脂D401弱酸性阳离子孔径10微米，添加量55%（W/V），温度为32℃，搅拌吸附30分钟。干燥：干燥温度65℃，时间：20分钟。
（4）干粉活菌剂：含水量10%，活菌数达到 3.2×109cfu/g。
实施例2
可针对多种类型的有机湿垃圾进行微生物生长代谢利用和降解，24小时使垃圾转变为水和CO2，95%固形物被消除，水化后排放到城市生活污水系统，排放污水BOD、COD达到生活污水指标：
表3
按照天津《污水综合排放标准》五日生化需氧量（BOD）＜300mg/L化学需氧量＜500mg/L即可达到直接向公共污水处理系统。
Claims (4)
1.多类型有机湿垃圾微生物原位水化菌剂，其特征在于其是由枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis BI1 CGMCC No.3412、 解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens BI2 CGMCCNo.3413、酿酒酵母F15-1-5 Saccharomyces cerevisiae CGMCC No. 4727组合而成；根据处理不同类型的有机湿垃圾，其所选用的芽孢菌与酵母菌的组成如下：
果蔬垃圾菌剂配方：两种芽孢菌和一种酵母菌活菌数比为1:1；所述的两种芽孢菌指的是芽孢菌BI1和芽孢菌BI2，这两种芽孢菌活菌数比例为2:1，酵母菌指的是酿酒酵母F15-1-5；
居民生活垃圾菌剂配方：两种芽孢菌和一种酵母菌活菌数比为2:1；所述的两种芽孢菌指的是芽孢菌BI1和芽孢菌BI2，这两种芽孢菌活菌数比例为1:1，酵母菌指的是酿酒酵母F15-1-5；
食堂垃圾菌剂配方：两种芽孢菌和一种酵母菌活菌数比为2.5:1；所述的两种芽孢菌指的是芽孢菌BI1和芽孢菌BI2，这两种芽孢菌活菌数比例为1:2，酵母菌指的是酿酒酵母F15-1-5；
餐厨垃圾菌剂配方：两种芽孢菌和一种酵母菌活菌数比为3:1；所述的两种芽孢菌指的是芽孢菌BI1和芽孢菌BI2，这两种芽孢菌活菌数比例为1:3，酵母菌指的是酿酒酵母F15-1-5；
所述的果蔬垃圾指的是：来自果蔬批发市场的尾菜和腐烂水果；所述的居民生活垃圾指的是：居民日常生活产生的果蔬垃圾和变质菜饭；所述的食堂垃圾指的是：企事业单位、机关、学校和医院食堂日常产生的尾菜垃圾和剩菜饭；所述的餐厨垃圾指的是：商业综合体各餐饮店、饭店、酒店产生的大量高盐高油脂剩菜剩饭。
2.权利要求1所述多类型有机湿垃圾微生物原位水化菌剂的制备方法，其特征是包括以下步骤：
一、芽孢菌活菌干粉剂制备方法：
（1） 芽孢菌增殖培养及芽孢菌促进芽孢生成条件：
1）枯草芽孢杆菌BI1增殖培养基及其条件W/W即质量/质量：1%NaCl、0.5~1.5%酵母粉、1.5~3.5%胰蛋白胨、6~8%蔗糖、0.2~0.3%氯化铵、0.6~0.8%磷酸氢二钾；接种量为4%，初始pH值为8，培养温度为37℃，培养16~18h；罐压0.035Mpa, 搅拌速度95转/分钟，通气量0.08~0.1 V/V，活菌数为1.5~3.0×1010cfu/ml；
枯草芽孢杆菌BI1促芽孢生成条件：增殖培养18h后升温至40℃继续培养20h~24h，芽孢产率达到92%；
2）解淀粉芽孢杆菌BI2增殖培养基及其条件：1%NaCl、0.5~1.5%酵母粉、1.5~2.5%胰蛋白胨、3~4%葡萄糖、0.2~0.3%磷酸氢二钾；接种量为4%，初始pH值为7.5，培养温度为38℃，培养14h~16h；
罐压0.04Mpa, 搅拌速度100转/分钟，通气量0.08~0.1V/V；活菌数为2.5~4.0×1010cfu/ml；
解淀粉芽孢杆菌BI2促芽孢生成条件：增殖培养16h后，加入0.03%~0.05%硫酸锰，升温至42℃继续培养10h~14h，芽孢产率达到90%；
（2）芽孢吸附保护剂W/V即质量/体积：
明胶1~2%，糊精0.5~1.5%，海藻酸钠3~5%，木纤维其粒径100μm，25~35%；
温度为30℃，搅拌吸附30~40分钟；
（3）干燥：干燥温度100℃，时间：10~15分钟；
（4）干粉活菌剂：含水量9%~10%，活菌数达到1×1010cfu/g~3.0×1010cfu/g ；
二、酿酒酵母F15-1-5活菌剂制备方法：
（1）酿酒酵母F15-1-5菌增殖培养基及其条件W/W：葡萄糖8%~10%, 麦根粉0.5~1.5%，胰蛋白胨1.5~2.5%，磷酸二氢钾0.1~0.3%，柠檬酸镁0.02%~0.04%，接种量为5%，初始pH值为5，培养温度为28℃，培养16h~24h，罐压0.05Mpa, 搅拌速度80转/分钟，通气量0.01~0.03V/V即体积/体积活菌数为2.5~4.4×109cfu/ml；
（2）酿酒酵母F15-1-5保护剂W/V：
山梨醇单硬脂酸酯1.5~2.2%，海藻糖5~8%，麦芽糊精 4~5%，pH 4；
温度为32℃，搅拌均匀15~30分钟；
（3）酿酒酵母F15-1-5吸附：大孔苯乙烯树脂D401弱酸性阳离子孔径10微米，添加量50%~65%（W/V），温度为32℃ 搅拌吸附30~40分钟；
干燥：干燥温度65℃，时间：20~25分钟；
（4）干粉活菌剂：含水量9%~10%，活菌数达到 1.5×109cfu/g~3.5×109cfu/g ；其中最终所得各类有机湿垃圾水化菌剂活菌数达到每克1010 cfu/g，保存期达到两年。
3.权利要求1所述多类型有机湿垃圾微生物原位水化菌剂在用于各种类型有机湿垃圾微生物降解方面的应用，其特征是果蔬垃圾菌剂1.2公斤处理1000公斤尾菜和水果垃圾，居民生活有机垃圾菌剂1公斤处理1000公斤尾菜和厨余垃圾，食堂厨余垃圾菌剂1.2公斤处理1000公斤尾菜和厨余垃圾，餐饮业餐厨垃圾菌剂1.5公斤处理1000公斤餐厨垃圾。
4.权利要求3所述的应用，其特征是所述的有机湿垃圾微生物降解指的是：24小时各类型垃圾转变为水和CO2，其中95%固形物被消除，所形成污水中BOD、COD达到国家城镇生活污水排放指标。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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